chapter14半导体二极管和三极管1.ppt

发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。 进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩散到集电结。 三极管内部载流子的运动规律 B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 IB IC 电流分配和放大原理 IC = ICE+ICBO ? ICE IC IB B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO IB = IBE?ICBO ? IBE ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数 集－射极穿透电流, 温度??ICEO? (常用公式) 若IB =0, 则 IC? ICE0 14.5.2 电流分配和放大原理 三极管放大的外部条件 B E C N N P EB RB EC RC 发射结正偏、集电结反偏 PNP 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB 从电位的角度看： NPN 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB 14.5.3 特性曲线 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。 为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好 的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线 Characteristic Curve 1. 输入特性 特点:非线性 死区电压：硅0.5V，锗管0.1V。 IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE?1V O 工作压降：硅管UBE ? 0.7V 当UBE一定时，如果UCE增大到一定（1V）后，集电结的电场已足够强，可以将发射到基区的载流子中的绝大部分收集到集电区， UCE再增大，IB不再明显减小。因此，UCE1V以后的输入特性曲线基本上重合。 Input Characteristic UBE一定时，随着UCE由0增大时，在集电结收集载流子的能力得到加强的同时，集电结空间电荷区也在变宽，从而使基区的有效宽度减小，结果使IB减小, 因此，在相同的UBE 作用下，随着UCE增加，IB减小。 2. 输出特性 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O 放大区 输出特性曲线通常分三个工作区： (1) 放大区 在放大区有 IC=? IB ，也称为线性区，具有恒流特性。 在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。 Output Characteristic active region UBE0, UBC0, UCEUBE IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O (2) 截止区 cutoff region IB ＝ 0 以下区域为截止区，有 IC ? 0 。 在截止区发射结处于反向偏置(UBE≤0)，集电结处于反向偏置(UBC0 )，晶体管工作于截止状态。 IC ? 0 , UCE ?UCC 饱和区 截止区 (3) 饱和区 saturation region 当UCE＜UBE(UBC0)时，集电结处于正向偏置，晶体管工作于饱和状态。 IC ? , UCE ?0V 14.5.4 主要参数 1. 电流放大系数 ，? (Current Gain) 直流电流放大系数 交流电流放大系数 当晶体管接成共发射极电路时， 表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。 注意： 和? 的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且ICE0 较小的情况下，两者数值接近。 常用晶体管的? 值在20 ~ 200之间。 2.集-基极反向截止电流 ICBO ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。 温度??ICBO? ICBO ?A + – EC 3.集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO ?A ICEO IB=0 + – ICEO受温度的影响大。 温度??ICEO?，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。 4. 集电极最大允许电流